‘링룽 1호’ 시험운전 거쳐 2026년 상업운전
미국·한국의 SMR에 비해 3~4년 앞서
IAEA와 협약 맺고 SMR 수출 중장기 포석

| 베이징=조용성 특파원 ys1744@newspim.com

중국은 소형모듈원전(SMR) 분야에서 가장 앞서 있는 국가로 평가된다. 현재 세계 최초의 SMR을 건설 중이며, 내년 완공을 앞두고 있다. 중국은 첫 번째 SMR 건설을 계기로 국내 SMR 사업 확대는 물론 글로벌 시장 진출까지 차곡차곡 준비하고 있다.

지난 9월 24일 중국핵공업그룹(중핵그룹, CNNC)의 자회사인 중국하이난(海南)원전공사는 국제원자력기구(IAEA)와 오스트리아 빈에서 세계 최초로 ‘SMR 역량 구축 이행 협정’을 체결했다. IAEA가 전 세계 회원국들을 대상으로 SMR 건설 확대를 위해 노력할 것이며, 중국하이난원전공사는 IAEA의 요구에 맞춰 기술 지원 및 인력 양성에 적극 참여한다는 것이 이 협정의 골자다.

체결식에서 IAEA 측은 “IAEA는 많은 개발도상국의 수요를 충족시키기 위해 SMR 인프라 구축과 인적 자원 개발에 노력하고 있다”며 “해당 분야에서 세계를 선도하고 있는 중국은 다른 국가들에 기술과 노하우를 제공할 역량을 갖추고 있다”고 평가했다. IAEA가 SMR 분야에서 중국이 세계 최고 수준의 기술과 노하우를 보유하고 있음을 인정한 것이다.

중핵그룹은 이에 대해 “IAEA가 주관하는 활동에 적극 참여하고, 여러 국가의 SMR 개발에 기여할 것”이라며 “특히 글로벌 사우스 국가들에 기술 지원을 집중할 것”이라고 밝혔다. 이로써 중국은 IAEA와 함께 SMR의 글로벌화를 추진할 근거를 만들었으며, 이는 향후 SMR 수출의 기반을 다지는 계기가 될 것으로 예상된다. 중국이 사실상 SMR 수출을 위한 준비작업을 하고 있는 셈이다.

3년 전 SMR 공정 시작, 핵심 모듈은 외부제작

중국이 SMR을 개발하기 시작한 것은 2000년대 초반이다. 이때부터 중국은 기존 대형 원전 외에 건설과 운영이 비교적 유연한 소형 원자로를 연구해 왔다. 2015년에는 중핵그룹이 공식적으로 ‘링룽(玲龍) 프로젝트’를 가동하기 시작했다. 이 프로젝트는 상업화가 가능한 SMR 개발을 목표로 한다.

2021년 7월엔 하이난성 창장(昌江)에 ‘링룽 1호’ 시범 공정을 개시했다. 이어 2022년 12월 정식 착공에 들어갔다. 시범 공정부터 정식 착공까지 1년 5개월이 소요됐다. 이 기간에 중국은 설계 수정 및 최적화 작업, 기술 검증 및 성능 테스트 작업, 규제 승인 절차 등을 진행했다. 2022년 말 정식 착공과 함께 링룽 1호는 IAEA의 안전 심사를 통과한 세계 최초의 SMR이라는 평가를 받게 됐다.

2023년 7월에는 SMR의 핵심 모듈이 완성됐다. 이 모듈은 국영 중공업 기업인 이중(一重)그룹 산하 다롄(大連)원전석화유한공사가 제작했다. 핵심 모듈은 소형 가압수형 원자로와 증기 발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등을 일체화했다. 그 결과 대형 배관이 필요 없게 되고, 그만큼 방사능 노출 위험도 줄어들게 된다. 해당 모듈은 100% 중국 기술로 다롄에서 제작돼 해상을 통해 하이난 창장으로 운송됐다. 2023년 8월 마침내 핵심 모듈을 링룽 1호 원전에 장착하는 데 성공했다.

상반기에만 40여 국에서 참관단 방문

2024년 2월 링룽 1호 원전의 본체 돔(천장)이 장착되면서 메인 구조물이 완공됐고 5월에 주제어실이 공식 가동됐다. 지난 9월 14일에는 증기터빈발전기 정류기 설치가 완료됐다. 터빈발전기는 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 핵심 부품이며, 이 정류기 설치가 성공적으로 완성되면서 건설작업이 순조롭게 진행 중이다.

링룽 1호는 내년에 완공될 예정이다. 완공 후 시험운전 작업을 진행하게 되며, 2026년에 상업운전에 들어간다는 목표다. 링룽 1호는 세계 최초의 SMR인 만큼 세계적인 관심도가 높은 편이다. 올 상반기에만 40여 국에서 107명이 참관하는 등 국제사회의 주목을 받고 있다.

일반 원전의 경우 발전용량은 대부분 1000MW지만 SMR은 300MW 미만이다. 링룽 1호의 발전용량은 125MW이다. 연간 발전량은 10억kWh이며, 이는 52만6000가구의 1년 사용 전력량에 해당한다.

링룽 1호의 경우 건설 시작부터 상업 운전까지 약 5년이 소요되는 셈이다. 대형 원자로의 건설 기간은 보통 7~10년이다. SMR은 소형 원자로를 사용하기 때문에 모듈화가 가능하다. 그런 만큼 건설 주기가 짧다. 링룽 1호의 경우 최초의 SMR인 만큼 건설 과정에서 많은 검증 작업을 거치고 있다. 때문에 완공까지 5년이 걸리지만, 향후 건설 노하우가 쌓이게 되면 3년 정도까지 단축될 수 있다.

데이터센터 에너지 공급원으로 각광

링룽 1호의 경우 화력발전소에 비하면 경제성이 그리 높지는 않을 것으로 평가되고 있다. 화력발전소는 건설이 어렵지 않고 이미 상용화된 기술을 사용하는 만큼 운영이 안정적이다. 그에 비해 링룽 1호는 개발 과정에서 비용이 많이 소요됐으며, 건설 과정 역시 세계 최초인 만큼 상당한 자본이 투자된 것으로 전해지고 있다. 하지만 SMR의 상용화가 본격적으로 이뤄지면 화력발전소에 비해 뛰어난 경제성을 갖추게 될 것이라는 현지 전문가들의 평가다.

SMR은 소형 원자로인 만큼 도서 지역 등 대형 원자로를 건설할 필요가 없는 곳에 유용하다. 링룽 1호 역시 섬 지역인 하이난성에 건설 중이다. 고온가스와 고열을 필요로 하는 정유, 화학공업 등 산업단지에 설치될 수도 있다. 장기간 안정적인 전력을 제공할 수 있는 주요 군사기지 혹은 우주 탐사에도 사용할 수 있다. 대형 선박의 동력원으로도 활용 가능하다.

최근에는 미국의 빅테크들이 SMR 개발에 나서고 있다. 구글, 마이크로소프트 등 대규모 데이터센터를 운영하는 업체들이 데이터센터에 들어가는 전력을 자체 생산하기 위해 SMR 기술을 개발 중이다.

최소 3년간은 중국의 글로벌 독주 예상

글로벌 원전 강국으로는 미국, 중국, 프랑스, 러시아, 일본, 한국 등이 꼽힌다. 지난해 말 IAEA 집계 기준으로 미국 93기, 중국과 프랑스가 각각 56기의 원전을 운영하고 있다. 러시아 37기, 일본 33기, 한국이 25기의 원전을 가동하고 있다. 지난해 말 기준으로 중국 24기, 인도 10기, 러시아가 6기의 원전을 건설 중이다. 중국은 올해 5기의 원전을 추가로 착공했다.

전 세계에 원전 강국이 즐비하지만, 중국 외에는 현재 SMR 건설을 시작한 국가는 없다. 미국이 2029년 상업운전을 목표로 SMR 건설을 추진 중이며, 한국도 2030년 상업운전을 목표로 하고 있다. 링룽 1호가 2026년 상업운전에 들어갈 예정이므로 중국이 최소한 3~4년 앞서 있는 셈이다. 링룽 1호의 건설에 5년이 소요된 것을 감안하면 2030년 상업운전을 위해서는 내년에는 SMR 건설을 시작해야 한다는 관측도 제기된다.

중국은 링룽 1호의 상업운전과 함께 SMR의 해외 수출을 본격화할 것으로 예상된다. 중국이 앞서 있는 만큼 당분간은 중국의 독주가 예상되지만 한국을 비롯해 미국, 캐나다, 러시아 등이 SMR을 개발하고 있어 중장기적으로 각국의 SMR 수출 경쟁이 치열해질 것으로 전망된다.